热交换器组件及用于传递热能的方法技术

本发明专利技术涉及可被插入污水管道(5)的热交换器组件(1)，包括：至少一个第一热交换器(11)，适用于与带有污水(3)的热源(13)热接触；至少一个第二热交换器(21)，适用于与带有散热器(23)的所述污水(3)热接触；其中，所述至少一个第二热交换器(21)沿所述污水流动的方向F即下游布置在所述污水管道(5)中并与所述至少一个第一热交换器(11)间隔，本发明专利技术还涉及用于传递热能的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及热交换器组件和用于传递热能的方法。从现有技术已经可以得知，通过安装在污水管道中的热交换器组件能从污水中回收能量，但是可以被回收的热能量依赖于污水的温度，而污水的温度是不稳定的。例如家用污水的温度高于雨水，因此当下雨时，由于小部分家用污水通常混合入大量的雨水，所以污水管道中的污水温度会降低。由于污水温度变低，在热能提取点处对污水中能量回收的效率降低了。本专利技术的一个目的是提供一种热交换器组件，所述热交换器组件易于生产并在热能提取点处具有改进的效率，本专利技术还提供一种用于传递热能的方法，该方法易于执行并增加了热能提取点处能够从污水中回收的热能量。该目的通过独立权利要求的主题实现。 优选实施方式在从属权利要求中描述。热交换器组件本专利技术的一个方面涉及插入污水管道中的热交换器组件，包括至少一个第一热交换器，适用于使热源与污水热接触，至少一个第二热交换器，适用于使所述污水与散热器热接触，其中，所述至少一个第二热交换器沿所述污水流动的方向F(即下游)布置在所述污水管道中并与所述至少一个第一热交换器间隔。有利地，热源热连接至散热器。也就是说，热源中的热能通过污水管道中污水的流动传递至散热器。污水具体包括雨水、脏水以及混合水。污水管道被理解为所有容纳污水的容器，特别地包括污水管道本身，也包括与之液压连接的污水技术处理设备，例如堰式构件、节流器、收集罐、过滤设备、升降系统和辅助管道等。通过至少一个第一热交换器，热能从热源传递至存在于污水管道中的污水。换言之，在适当的使用过程中，位于污水管道中的至少一个第一热交换器与热源热接触以加热污水管道中的污水。在适当的使用过程中，通过位于污水管道中的至少一个第二热交换器从污水中至少部分地提取热能以将热能传递至散热器。有利地，热源和散热器位于污水管道之外。至少一个第一热交换器与至少一个第二热交换器间隔地布置在污水管道中。污水沿污水流动方向F从至少一个第一热交换器流至至少一个第二热交换器，其中，污水流动方向F通常遵循污水管道的斜度。换言之，相对于海平面来说，至少一个第二热交换器深于至少一个第一热交换器，或第二热交换器位于第一热交换器的下游。在特殊情况下，污水通过抽水系统或至少一个克服重力和污水管道斜度的堰式构件进行传输，因此污水流向F和 “下游”方向由抽水系统中的传输方向决定。有利地，通过本专利技术的热交换器组件，热能可从热源简单且经济地传递至散热器。 更有利地，当热源与散热器之间的距离或者说第一热交换器与第二热交换器之间的距离相对较远时，由于第一热交换器与第二热交换器之间的间距通过已存在的污水管道，所以本专利技术热交换器组件易于生产。因此，有利地，组装工作只在热源区域安装至少一个第一热交换器以及在散热器区域安装第二热交换器时有必要，第一热交换器和第二热交换器之间的污水管道不受影响。由于污水管道的使用，可省略用于在热源与散热器之间传输热交换器介质的单独的供给线路或运输线路。同时，热源与散热器之间的最大距离仅仅依赖于已存在的污水管道的长度和发生在污水管道中的热损失。因此，通过本专利技术的热交换器组件可以在数米、或约100米至几千米的距离下执行热能传递。至少一个第一热交换器和/或至少一个第二热交换器适用于与污水管道中的污水接触即至少热接触。热接触指的是热能从第一热交换器或第二热交换器中传递至污水， 反之亦然。除了热接触之外，接触可特别地包括通过污水直接润湿第一热交换器和/或第二热交换器。优选地，第一热交换器和/或第二热交换器与污水相接触的区域或部分由导热的、刚性材料形成，特别地由耐腐蚀不锈钢形成。可以理解，第一热交换器和/或第二热交换器的外部形状或形式被设计成适合于相关污水管道的相应截面。优选地，第一热交换器和/或第二热交换器被形成为使热交换器能够通过管内口被插入污水管道并被放置在角落位置。换言之，第一热交换器和/或第二热交换器包括热交换器构件，所述热交换器构件具有很小的纵向延伸，其具体约小于100厘米或65厘米，第一热交换器和/或第二热交换器由热交换器构件组成。有利地，在这种情况下，无需通过基坑暴露污水管道来在污水管道中安装第一热交换器和/或第二热交换器。可替换地，第一热交换器和/或第二热交换器可形成在污水管道段的壁中。例如， 第一热交换器和/或第二热交换器可以嵌入污水管道壁内，从而使第一热交换器和/或第二热交换器与污水管道中污水的接触面形成为污水管道内壁的一部分。此外，例如，第一热交换器和/或第二热交换器可嵌入污水管道的壁内，从而使污水与第一热交换器和/或第二热交换器之间的热交换可通过污水管道的材料直接进行。这些设有嵌入其中的热交换器的污水管道部段可优选地被工业制造，其中，这些部段用于污水管道的构造，或已存在的污水管道部段由设有热交换器的上述段替代。优选地，热交换器组件包括热水进给管道和冷水回行管道，其中，由所述加热源加热的第一热交换介质能通过所述热水进给管道被供给至所述至少一个第一热交换器，由所述至少一个第一热交换器冷却的所述第一热交换介质能通过所述冷水回行管道被供给至所述热源。热能从热源向污水的传递优选地通过第一热交换介质进行，所述第一热交换介质以加热状态通过热水进给管道从热源传递至热交换器。为了通过第一热交换器使将第一热交换介质中的热能传递至与第一热交换器热接触的污水，在第一热交换器和污水之间需要有热梯度。换言之，两者之间不是热平衡的，而是污水的温度低于热交换介质的温度。经过热交换器组件的适当操作，由热源加热的第一热交换介质通过热水进给管道不断地供给至第一热交换器。在第一热交换器中，根据与第一热交换器接触的污水的温度，第一热交换介质被降温，从而通过冷水回行管道返回至热源。因此，热能从热源传递至污水。优选地，第一热交换介质从热源至第一热交换器的循环可通过泵实现。此外，优选地，热交换介质大部分由水构成。另外，油或具有足够大热容的不同流体也可被用作第一热交换介质。优选地，热交换组件包括冷水进给管道和热水回行管道，其中，由所述散热器冷却的第二热交换介质能通过所述冷水进给管道被供给至所述至少一个第二热交换器，由所述至少一个第二热交换器加热的所述第二热交换介质能通过所述热水回行管道被供给至所述散热器。为将热能从至少一个第二热交换器传递至散热器，第二热交换介质在第二热交换器中被加热并通过热水回行管道供给至散热器。为了利用污水中包含的热能，污水和第二热交换介质之间需要有热梯度。也就是说，污水的温度要高于第二热交换介质。为此，经过热交换器组件的适当操作，第二热交换介质被散热器冷却至低于污水温度的温度。经冷却的第二热交换介质通过冷水进给管道不断供给至第二热交换器，其中第二热交换介质在第二热交换器中被加热并通过热水回行管道返回至散热器。优选地，第二热交换介质从散热器至第二热交换器的持续循环可通过泵实现。第二热交换介质大部分由水或水溶液构成。 此外，也可使用油或具有足够大热容的不同流体。优选地，热交换器组件包括控制部件，其中，所述控制部件连接至第一温度传感器，所述第一温度传感器布置在所述第一热交换器的下游和所述第二热交换器的上游，和/ 或所述控制部件连接至第二温度传感器，所述第二温度传感器布置在所述第二热交换器的下游。有利地，通过控制部件污水管道中污水的温度可保持在预定范围内。因此，有利地可阻止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·乌里希，
申请(专利权)人：乌里希管道技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：